에너지 자원에 대한 신중한 태도는 기본적으로 거의 모든 천연 자원이 무한하지 않다는 사실에 의해 결정됩니다. 모든 유형의 연료를 경제적으로 사용하려면 새로운 시스템을 개발하거나 기존 시스템을 근본적으로 현대화해야합니다.
따라서 발전기가있는 가스 보일러는 지능적으로 청색 연료를 폐기 할 수있는 하이브리드 시스템 유형 중 하나입니다. 우리는 열 에너지와 함께 전기 에너지를 생성하는 장비의 작동 원리를 소개합니다. 우리는 전형적인 하이브리드 모델 모델을 제시 할 것입니다.
효율적인 에너지 소비
길거리에서 주택 난방을 위해 가스 보일러가 설치된 평범한 사람조차도 열 에너지 사용의 합리성이 궁금 할 수 있습니다. 실제로 보일러에서 가스를 태울 때 생성 된 모든 열과는 거리가 멀어집니다.
항상 난방 시스템이 작동 중일 때 일부 열은 회복 할 수 없을 정도로 손실됩니다. 이것은 보통 연소 생성물이 보일러에서 대기로 방출 될 때 발생합니다. 실제로 이것은 사용할 수있는 손실 된 에너지입니다.
정확히 무엇입니까? 헛된 전기 에너지 생산에 낭비되는 열이 발생할 가능성에 대해.
효율을 극대화하기 위해 난방 보일러 시스템이 이미 최적화되어 있다는 사실에 기초하여, "배출 된"에너지는 여전히 연료 연소 중에 방출되는 에너지의 상당 부분을 구성합니다.
연료 유형은 독창적 인 장작과 모든 종류의 연탄에서 시작하여 가장 경제적 인 옵션으로 끝납니다. 조성물에서 메탄이 우세한 주 가스, 인공 청색 연료 및 프로판-부탄 액화 혼합물.
이것은“미국의 발견”과는 거리가 멀지 만 1943 년 Robert Stirling에 의해 개발 된 기술 또는 오히려 설치가 존재합니다. 설계 기능과 기본 작동 원리를 통해이 시스템을 내연 기관에 적용 할 수 있습니다.
그렇다면 왜이 설치를 그렇게 오랫동안 사용하지 않았습니까? 대답은 간단합니다. 지난 세기의 이론적 인 기술 개발은 실제로 매우 성가신 것으로 판명되었습니다.
개발 당시 존재했던 기술과 재료는 설비의 크기를 줄일 수 없었으며 기존의 전기 에너지 생성 방법이 더 비용 효율적이었습니다.
낭비되는 열을 전기로 처리하는 장치의 가스 보일러 회로에 포함하면 가스 처리 공장의 효율이 크게 향상 될 수 있습니다
오늘날 재생 가능한 것으로 분류되지 않은 자원에 대한보다 신중한 태도에 대해 어떻게 생각할 수 있습니까? 이제 전 세계에 공통적 인 문제가 있습니다. 기술의 개발은 필연적으로 전기 에너지 소비의 증가로 이어질 것입니다.
전력 회사는 생산 속도는 물론 전기 에너지 전송 시스템을 현대화 할 시간이 없을 정도로 빠른 속도로 소비가 증가하고 있습니다. 이러한 상황은 불가피하게 전원 공급 시스템의 요소가 고장 나고, 어떤 경우에는 부러운 규칙으로 발생할 수 있습니다.
현대 난방 보일러에는 휘발성 제어 시스템이 장착되어 있습니다. 순환 펌프, 센서, 자동화, 패널 자체에는 전력이 필요합니다. 전체 장치 세트는 정전 중에 작동 성을 유지하기위한 경보를 발생시킬 수 없습니다.
전기가 없으면 강제 가열 시스템을 시작할 수 없습니다. 난방 시즌 동안 전원을 끄는 것은 거의 비참합니다. 이것은 불가피하게 방을 급속히 냉각시킬뿐만 아니라 장기적인 유휴 가열로 인해 회로가 정지 될 수 있습니다.
추운 계절에 난방 시스템 작동이 장기간 지속되지 않으면 난방 시스템이 얼어 붙고 얼음 플러그가 생겨 고장으로 인해 장비 및 난방 파이프가 손상됩니다.
이 문제를 해결하기위한 기존의 표준 옵션은 무정전 전원 공급 장치, 모든 종류의 수정 발전기 (가스, 벤조, 디젤 발전기 또는 비전통 소스-풍력 발전기 또는 미니 TPP, 수력 발전소)를 설치하는 것입니다.
그러나 많은 사람들이 자율적 전기 공급 업체를 설치하기위한 공간을 할당하기가 어렵 기 때문에이 솔루션은 모든 사람이 수용 할 수있는 거리가 아닙니다.
개별 주택 거주자가 발전기를위한 공간을 여전히 할당 할 수 있다면 다층 건물에 설치하는 것은 거의 불가능합니다. 따라서 개별 난방 시스템을 갖춘 아파트 건물 거주자는 조명이 꺼질 때 가장 먼저 고통받는 것으로 나타났습니다.
그렇기 때문에 우선 난방 시스템 조립 용 부품을 생산하는 회사는 난방 시스템에 의해 "배출되는"열의 완전한 사용에 대해 궁금해했습니다. 우리는 발전에 쓸모없는 물질을 사용하는 방법에 대해 생각했습니다.
잘 알려진 기술에서 개발자들은“잘 잊어 버린”스털링 장치를 선택했습니다. 현대 기술은 소형 크기를 유지하면서 효율성을 높일 수 있습니다.
스털링 엔진의 작동 원리는 엔진 피스톤의 상하 운동입니다. 엔진은 거의 조용히 작동하며 장비 진동을 유발하지 않습니다
스털링 장치의 작동 원리는 작동 유체의 가열 및 냉각 사용을 기반으로하며 전기 에너지를 생성하는 메커니즘을 구동합니다.
주입 된 가스는 피스톤 내부에 있으며 (닫힌 상태) 가열되면 가스 매체가 팽창하고 피스톤을 한 방향으로 움직입니다. 냉각기에서 냉각 한 후 압축되어 피스톤을 다른 방향으로 움직입니다.
발전기가있는 보일러 제조업체 개요
전기 생산에 배기 가스 (연소 제품)를 사용하는 원리가 성공적으로 구현 된 오늘날 존재하는 가정용 보일러 시스템의 특정 예를 살펴 보겠습니다. 한국 회사 NAVIEN은 HYBRIGEN SE 브랜드의 보일러에서 위의 기술을 성공적으로 구현했습니다.
보일러는 스털링 엔진을 사용합니다. 여권 데이터에 따르면 작동 중 용량이 1000W (또는 1kW)이고 전압이 12V 인 전기가 생성됩니다. 개발자들은 생성 된 전기가 가전 제품에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다고 주장합니다.
이러한 전력은 가정용 냉장고 (약 0.1kW), 개인용 컴퓨터 (약 0.4kW), LCD TV (약 0.2kW) 및 각각 25 와트의 전력으로 최대 12 개의 LED 전구에 전원을 공급하기에 충분해야합니다.
스털링 발생기와 엔진이 통합 된 navien hybrigen se 보일러. 보일러 작동 중에 주요 기능 외에도 1000W 전력의 전기가 생성됩니다.
유럽 제조업체에서 Viessmann은이 방향으로 개발에 참여하고 있습니다. Viessmann은 Vitotwin 300W 및 Vitotwin 350F 시리즈 보일러의 두 가지 모델을 소비자가 선택할 수있는 기회를 제공합니다.
Vitotwin 300W는이 방향으로 처음 개발되었습니다. 다소 컴팩트 한 디자인이 다르며 기존의 벽 장착형 가스 보일러와 매우 유사합니다. 사실, 스털링 시스템 엔진의 작동에서 "약한"지점이 확인 된 것은 첫 번째 모델의 작동 중이었습니다.
가장 큰 문제는 열을 제거하는 것이 었으며 장치의 기본은 가열 및 냉각입니다. 그.개발자들은 스털링이 지난 세기의 40 년대에 직면했던 것과 같은 문제에 직면했다. 효율적인 냉각은 상당한 크기의 쿨러에서만 달성 할 수있다.
이것이 Vitotwin 350F 보일러 모델이 등장한 이유입니다. 여기에는 발전기가있는 가스 보일러뿐만 아니라 통합 된 175 리터 보일러가 포함됩니다.
온수 저장 탱크는 장비 자체와 위생 목적으로 준비된 액체의 중량으로 인해 바닥에 장착됩니다.
이 경우 보일러의 물로 인한 스털링 장치의 피스톤 냉각 문제가 상당히 효과적으로 해결되었습니다. 그러나이 결정으로 전체 설비의 크기와 무게가 증가했다. 이러한 시스템은 더 이상 일반 가스 보일러처럼 벽에 장착 할 수 없으며 바닥에만 장착 할 수 있습니다.
Viessmann 보일러는 외부 운영 원으로부터 보일러 운영 시스템에 공급할 수있는 가능성을 제공합니다. 중앙 전원 공급 장치 네트워크에서. Viessmann은 국내 소비를 위해 초과 전력을 선택하지 않고 장비를 자체 요구 (보일러 장치 작동)를 제공하는 장치로 배치했습니다.
Vitotwin F350 시스템-175l 온수 보일러가있는 보일러. 이 시스템을 사용하면 실내를 가열하고 온수를 제공하며 전기 에너지를 생성 할 수 있습니다.
난방 시스템에 내장 된 발전기 사용의 효과를 비교할 수 있습니다. TERMOFOR 회사 (벨로루시 공화국)와 Krioterm 회사 (러시아, 상트 페테르부르크)가 개발 한 보일러를 고려해 볼 가치가 있습니다.
그것들이 어떻게 든 위의 시스템과 경쟁 할 수 있기 때문에가 아니라 작동 원리와 전기 에너지 생성 효율을 비교할 가치가 있습니다. 이 보일러는 장작, 프레스 톱밥 또는 목재 기반 연탄 만 연료로 사용하므로 NAVIEN 및 Viessmann 모델과 동등하지 않습니다.
"Indigirka Heating Furnace"라고 불리는 보일러는 목재 등을 이용한 장기 가열에 중점을 두지 만 TEG 30-12 유형의 두 개의 열 발전기가 장착되어 있습니다. 그것들은 장치의 측벽에 있습니다. 발전기의 힘은 작습니다. 전체적으로 12V의 전압으로 50-60W 만 생성 할 수 있습니다.
Indigirka 스토브의 기본 디자인은 방을 가열 할뿐만 아니라 버너에서 요리 할 수 있습니다. 이 시스템은 12V에서 50-60W의 전력으로 2 개의 열 발생기로 보완됩니다.
이 보일러에서는 Zebek 방법이 폐쇄 전기 회로에서 EMF의 형성을 기반으로 사용되었습니다. 두 가지 다른 유형의 재료로 구성되며 서로 다른 온도에서 접점을 유지합니다. 또한 개발자는 보일러에서 발생하는 열을 사용하여 전기 에너지를 생성합니다.
보일러 성능 비교
방을 가열 (냉각수 가열) 할뿐만 아니라 생성 된 열을 사용하여 전기를 생성하는 제시된 유형의 보일러를 비교하면 작동 중 중요한 측면에주의를 기울여야합니다.
NAVIEN과 Viessmann은 보일러의 위치를 정하고 있습니다. 프로세스의 완벽한 자동화, 서비스 수리가 필요하지 않으며 구매자가 작업을 시작한 후 간섭이 전혀 없습니다.
이 보일러의 작동을 위해서는 시스템의 안정적인 작동, 안정적인 가스 가용성 (트렁크 배달, 액화 가스가있는 실린더 설치 또는 가스 탱크)이 필요합니다. 따라서 보일러의 작동을 위해 가정용 가스가 사용되며 연소 후 환경에 아무런 해를 끼치 지 않습니다.
원칙적으로 Indigirka 난방 스토브에 대해 거의 동일하게 말할 수 있습니다. 여기서 연료의 유형 만 가스가 아니라 장작, 펠렛 또는 프레스 톱밥입니다.
자동화가 부족하여 전기가 필요합니다.전기 에너지 생성 시스템과 보일러 자체는 서로의 작동에 영향을 미치지 않습니다. 발전 시스템이 고장난 경우 보일러는 계속해서 그 기능을 수행합니다.
스털링 엔진이 위치한 버너 아래의 모든 가스 연 소식 난방 장치는 다양한 목적으로 사용할 수있는 전기 에너지를 생산합니다.
스털링 시스템 엔진이 보일러 설계에 직접 내장되어 있기 때문에 NAVIEN 및 Viessmann 보일러는 이러한 특성을 자랑 할 수 없습니다. 그러나 그러한 시스템은 얼마나 비용 효율적이며 비슷한 보일러가 얼마 후에 돈을 지불합니까? 이 문제는 자세하게 다루어야합니다.
고려 된 시스템의 수익성
언뜻보기에 NAVIEN과 Viessmann의 보일러는 개인 주택이나 아파트의 거의 열 발전소입니다.
전반적으로 큰 규모에도 불구하고 보일러를 사용하여 보일러를 가열하거나 실내를 난방하는 것만으로 전기 에너지를 생산할 수있는 능력을 갖추게되면 구매자는 이러한 기술의 기적을 확립해야합니다.
그러나 NAVIEN 보일러를 면밀히 살펴보면 이에 대한 답변이 필요합니다. 1kW의 선언 된 전력 (자유 재량으로 사용할 수있는 자유 전력)으로 보일러는 시스템 작동 중에 상당히 눈에 띄는 전력을 소비합니다.
무슨 뜻입니까? 최소한의 전력이 필요하더라도 최소한 자동화 작업이 필요하지만 팬과 순환 펌프가 작동하려면 필요합니다. 나열된 장치는이 킬로와트의 에너지를 성공적으로 소비 할 수있을뿐만 아니라 시스템이 "분산"된 경우 충분하지 않을 수 있습니다.
175l 바닥 보일러가있는 Vissmann Vitotwin 350F 가열 시스템의 개략도. 이 시스템은 외부 소스에서 전기를 사용하고 초과 생성 된 전기를 공통 네트워크로 전송할 수 있습니다
Viessmann 보일러에서도 똑같은 질문이 발생하지만, 적어도 자신의 필요에 따라 전기를 추출 할 가능성은 언급되지 않았습니다. 외부 공급이없는 상태에서 시스템의 자율적 작동 가능성 만 규정되었습니다.
개발자들은 즉시 "최대 부하시 시스템에 추가 전력이 필요할 수 있습니다"라고 말합니다. 연간 3500 kWh의 생성 된 전기 생산량에 대해이 뉘앙스는 이미 의심스럽고 간단하고 간단한 계산을 통해 다음과 같은 결과를 얻습니다.
3500 : 6 (표준 난방 시즌의 개월) : 30 (평균 30 일) : 24 (하루 24 시간) = 0.81kW * 시간.
그. 보일러는 안정적인 (일정한) 작동으로 약 800W를 생산하지만 작동 중 시스템 자체는 얼마나 소비합니까? 아마도 800W에서 생산 된 것과 같은 것들 일 것입니다.
또한 전기는 버너 작동 중에 만 생성됩니다. 시스템의 지속적인 작동이 필요하거나 시스템 개발자가 말하는 것과 약간 다릅니다.
이 계산으로 무엇을 얻었습니까? 목재 연소 보일러 시스템은 실제로 태블릿, 전화 등을 충전하는 데 사용할 수있는 50W * h (또는 0.05 kW * h)를 제공합니다. 일반적인“대기 LED 전구”의 경우에도 마찬가지입니다. 세계적으로 유명한 두 회사의 개발과 달리 설명 된 개발은 분명히 훌륭한 마케팅 움직임처럼 보입니다.
이러한 시스템의 가격 정책에 대해서는 일반적으로 여기서 평가하기가 어렵습니다. 제조사 Viessmann과 NAVIEN조차도 장비에 "유지 보수가 필요하지 않다"고 명시하고 있습니다. 간단한 언어로 번역되어 고장났습니다. 즉, 장치를 완전히 교체해야합니다.
이것은 전체 시스템뿐만 아니라 스털링 엔진, 가스 버너 시스템 등과 같은 개별 장치와 관련이 있습니다. 결과는 상당히 인상적입니다. 이 시스템의 평균 가격은 약 12,000입니다. 유로 또는 13.5 천 달러.발전기가있는 보일러의 계획은 시스템 제조업체가 이러한 상황에서 이길 수 있습니다.
Indigirka 스토브는 연료의 유형이 가스가 아니고 가격이 비슷하지 않기 때문에 (15 배 적음), 스토브가 가정용으로 배치되지 않았기 때문에 여행, 원정 등을 위해 비교에 전혀 참여할 수 없습니다. .피.
유럽에서 에너지 공급 업체와의 상황이 효율성과 환경 친화 성의 관점에서 소비자의 선택 (난방 또는 에너지 공급 시스템을 선택할 때)에 크게 영향을 미치는 경우 EU 국가는 그러한 시스템의 구현에 보조금을 제공함으로써이를 자극합니다.
러시아 국내 소비자의 경우 이러한 시스템은 처음에 "시스템 + 설치"와 운영 중에 너무 비쌀 수 있습니다.
가스 보일러를 장착 한 스털링 엔진의 작동 원리 :
발전기가있는 가스 보일러의 데모 :
가스 장치와 비교하기 위해 발전기가있는 나무 난로의 예 :
유럽의 에너지 생산 회사가 에너지 절약 장비의 "제조업체"에 충실하다는 것을 잊지 마십시오.
러시아에서는 가정 소비자가 전기 에너지를 생산하고 그리드에 전송할 수있는 가능성은 법에 의해 정해질뿐만 아니라 그리드 회사의 환영을 받지도 않습니다. 따라서 제시된 시스템은 오늘날 러시아에서 사용될 가능성이 거의 없습니다.
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